LED灯学问普及
LED基础知识大全集(入行科普,新员工入职培训)

给文科生的LED知识大全集随着标准化设备的导入,规模化与模块化的产业过程,技术不再是深不可测,工艺优化,设备优化变成主旋律,未来,掌握了LED基本知识,活用这些知识之后,你就会了解,高深的科技理论不过就是我所推广的简单道理。
叶国光LEDinside做LED这个行业这么久了,很多技术与术语我们都会觉得理所当然,很容易理解,但是细细想又很难系统性地道出个所以然,所以这次我试着来写一篇LED 的基本科普文章,希望对想了解LED的人有所帮助,或者就权当是知识的巩固了,看到最后会发现,活用这些基本知识,会比想象中更简单。
◆发光二极管(LED:Light Emitting Diode)原理介绍▲发光二极管的构造1发光二极管(LED)都是使用「化合物半导体」制作,二种以上的元素键结形成的半导体,称为「化合物半导体」。
例如:砷化镓(GaAs)属于三五族化合物半导体(3A族的镓与5A族的砷)、硒化镉(CdSe)属于二六族化合物半导体(2A族的镉与6A族的硒)等固体材料,化合物半导体的发光效率极佳,因此我们大多利用它来制作发光组件,例如:砷化镓(GaAs)是属于「直接能隙(Direct band gap)」,所以砷化镓晶圆所制作的组件会发光,一般都用来制作发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等发光组件。
发光二极管(LED)的构造如图一(a)所示,直插的灯珠外观呈椭圆形,尺寸与一颗绿豆差不多,但是真正发光的部分只有图中的「芯片(chip)」而已,芯片的尺寸与海边的一粒砂子差不多,这么小的一个芯片就可以发出很强的光,由于发光二极管的芯片很小,所以一片2吋的砷化镓晶圆就可以制作数万个芯片,切割以后再封装,形成如图一(a)的外观,发光二极管的制程与硅晶圆的制程相似,都是利用光刻微影、掺杂技术、蚀刻技术、薄膜成长制作而成。
1(图一发光二极管(LED)的构造与工作原理)▲发光二极管的基本原理如果我们将二极管的芯片放大,如图一(b)的氮化镓发光二极管所示,有金属电极,中间有N型与P型的氮化镓与电极,当发光二极管与电池连接时,电子由电池的负极流入N型半导体,空穴由电池的正极流入P型半导体,电子与空穴在P型与N型的接面处结合,并且由芯片的上方发光,经过椭圆形的塑料封装外壳,由于椭圆形的塑料封装外壳类似凸透镜,具有聚光的效果,可以使发出来1的光线「比较集中」。
Led灯-基础知识培训

产品资料培训一、传统灯.我们所说的传统灯主要有:白炽灯、卤素灯、金卤灯、荧光灯、节能灯、高压纳灯等.1.白炽灯——英文名incandescent lamp,白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源.特点:优势——显示性好,价格便宜;劣势-耗能,寿命短,光效低。
卤素灯—-英文名Halogen lamp,亦称钨卤灯泡,是白炽灯的一种。
原理是在灯泡内注入碘或溴等卤素气体,在高温下蒸发的钨丝与卤素进行化学作用。
优势——比白炽灯更长寿。
金卤灯——英文名Metal Halide Lamp(MHL),在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯。
2.荧光灯——又叫做日光灯,它的工作原理:日光灯管简单的说是个密闭的气体放电管。
管內主要气体为氩(argon)气(另包含氖neon或氪krypton)气压约大气的0。
3%.另外包含几滴水銀——形成微量的水银蒸汽.水银原子约佔所有气体原子的千分之一的比例.日光灯管是靠着灯管的汞原子,由气体放电的过程释放出紫外光所消耗的电能约60%可以转换为紫外光。
其他的能量則转换为热能。
日光灯由灯管內表面的荧光物质吸收紫外光后释放出可見光.不同的荧光物质会发出不同的可見光。
一般紫外光转换为可見光的效率约为40%。
因此日光灯的效率约为60%×40%=24%-—大约为相同功率钨丝电灯的两倍.特点:优势--光效好。
劣势--屏闪,污染。
3. 节能灯—-英文CFL(又叫紧凑型荧光灯)具有光效高(是普通灯泡的5倍),节能效果明显,寿命长(是普通灯泡的8倍),体积小,使用方便等优点。
它的工作原理和日光灯基本相同。
节能灯除了白色(冷光)的外,现在还有暖光的.一般来说在同一瓦数之下,一盏节能灯比白炽灯节能80%,平均寿命延长8倍,热辐射仅20%。
非严格的情况下,一盏5瓦的节能灯光照可视为等于25瓦的白炽灯,7瓦的节能灯光照约等于40瓦的,9瓦的约等于60瓦的。
4.高压纳灯——high pressure sodium lamp(HPS.高压钠灯是一种高强度气体放电灯泡。
led灯及按键知识点

led灯及按键知识点LED灯及按键知识点LED灯是一种常见的光电器件,它具有低功耗、长寿命、高亮度等特点,因此被广泛应用于各个领域。
而按键则是一种常用的电子元件,用于实现开关、控制、输入等功能。
本文将介绍LED灯和按键的相关知识点。
一、LED灯的工作原理LED(Light Emitting Diode)即发光二极管,是一种基于半导体材料的光电器件。
其工作原理是基于半导体材料的PN结特性。
当正向电压施加在PN结上时,电子和空穴在结区域内复合,释放出能量,产生光。
LED灯的颜色由所使用的半导体材料决定,常见的有红、绿、蓝等颜色。
二、LED灯的分类LED灯可以根据其结构和封装方式进行分类,常见的有贴片LED、导轨LED、插脚LED等。
贴片LED是将LED芯片贴在PCB板上,并通过焊接固定。
导轨LED是将LED芯片安装在导轨上,方便安装和更换。
插脚LED则是通过引脚插入到插座或插孔中,固定在电路板上。
三、LED灯的电气特性LED灯具有一定的电气特性,主要包括正向电压、正向电流和发光强度。
正向电压是指LED灯正常工作时所需的电压,一般在1.5V 至3.6V之间。
正向电流是指LED灯正常工作时通过的电流,一般在5mA至20mA之间。
发光强度是指LED灯发出的光的亮度,单位为流明(lm)。
四、按键的工作原理按键是一种机械式开关,通过外力作用使得触点接通或断开,从而实现开关功能。
按键通常由按键头、触点和弹簧组成。
当按下按键头时,触点闭合,电流得以通过;当松开按键头时,触点断开,电流中断。
五、按键的类型按键可以根据其结构和工作方式进行分类,常见的有按钮开关、拨动开关、滑动开关等。
按钮开关是最常见的按键类型,通过按下按钮头来实现接通或断开电路。
拨动开关则是通过拨动开关体来改变触点状态,实现开关功能。
滑动开关是通过滑动开关体来改变触点状态,常用于调节电阻、音量等。
六、LED灯与按键的应用LED灯和按键常常一起应用于电子产品中。
LED灯具的结构基础知识

LED灯具的结构基础知识一、LED灯珠LED灯珠是LED灯具最重要的组成部分,也是发出光线的源头。
它由氮化镓和其它化合物构成,具有半导体的性质,电流通过时,电子受到激发跃迁,产生出光。
不同的化合物和掺杂元素会产生不同的颜色。
LED灯珠的质量和工艺是影响灯具品质的重要因素。
二、散热器由于LED的工作原理和高发光效率,会产生大量的热量。
如果不能及时散热,会加速LED的老化,缩短寿命。
散热器的材质通常是铝合金或铜,具有良好的导热性能,通过传导和对流的方式将热量散发出去。
三、PCB电路板PCB电路板是LED灯具的灯珠支撑和导电的基础,通常由玻璃纤维增强的环氧树脂制成。
在PCB上有阻线、导线、焊锡垫、引脚等元件,通过这些元件把电源引进LED灯珠。
四、电源电源是LED灯具的核心部分之一,它将交流电转化为直流电,并为LED提供稳定的工作电流。
常见的电源有集成电源和外置电源两种,集成电源通常直接集成在灯具内部,而外置电源则需要连接到灯具外部。
五、透镜透镜主要用于控制和调节LED灯光的发散角度和光照强度。
常见的透镜材质有玻璃、塑料和聚碳酸酯等,透镜的形状和结构不同,可以实现不同的光束控制效果。
六、灯具外壳灯具外壳通常是由铝合金、塑料等材质制成,它起到保护灯具内部元件的作用。
外壳的设计和结构可以影响灯具的散热性能、防水性能以及外观效果。
七、驱动电路驱动电路是将电源的交流电转化为恰当的直流电供给LED灯珠的电路。
它具有调节电压、电流、功率因数等功能,以保证LED灯具的正常工作。
总结:LED灯具的结构基础知识包括LED灯珠、散热器、PCB电路板、电源、透镜、灯具外壳和驱动电路等组成部分。
了解这些结构基础知识有助于我们更好地理解LED灯具的工作原理和使用方法,选择适合的LED灯具产品。
同时,这些结构部件的设计和制造质量也决定了灯具的品质和寿命。
LED灯基本知识

LED灯的发光原理
当电子和空穴在LED芯片的PN结中复合时,会产生光子,光子的能量取决于能带隙, 即材料吸收光的最大波长。
光子在LED芯片中的传播过程中,会与芯片表面和荧光粉相互作用,产生散射和反 射,最终以特定的角度和波长向外发出光线。
LED灯的发光效率受到多个因素的影响,包括芯片材料、荧光粉涂层、散热性能等。
03
LED灯的优缺点
LED灯的优点
节能环保
长寿命
LED灯的能效高,耗电量仅为传统白炽灯的 十分之一,同时不含汞等有害物质,废弃 后可回收利用,符合环保要求。
LED灯的寿命长达5万小时,减少了频繁更 换灯具的麻烦和废弃物处理问题。
响应速度快
色彩丰富
LED灯的点亮速度极快,可在瞬间达到最大 亮度,适合用于需要快速响应的场合。
LED灯对电压和电流的要求较为严格, 使用不当可能导致灯具损坏或光效降 低。
定向发光
LED灯属于定向发光光源,光束角较 小,照射范围有限。
LED灯与其他光源的比较
01
02
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与白炽灯比较
LED灯光效高、寿命长、 节能环保,但价格较高。
与荧光灯比较
LED灯光效高、体积小、 环保,但价格较高。
与HID灯比较
LED灯可以发出红、绿、蓝等多种颜色的光 线,具有较高的色彩饱和度和显色指数, 能够满足不同场合的照明需求。
LED灯的缺点
价格较高
目前LED灯的价格相对较高,是传统 白炽灯和荧光灯的几倍甚至十几倍。
对散热要求高
LED灯的亮度与温度有关,散热不良 会导致灯具温度升高,影响其性能和 使用寿命。
对电压和电流要求严格
LED灯的选择标准
照明需求
根据照明需求选择合适的LED灯 ,如亮度、色温、光束角等。
LED灯珠常识 LED灯优势及优缺点

LED灯珠常识LED灯优势及优缺点—广州创浦照明有限公司什么是LED:LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,加上合适的电压就能正常发光。
LED光源的特点:1.电压:LED使用低压电源,供电电压在1.8-3.6V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。
2.效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80%3.稳定性:理论上可以点亮10万小时。
4.光衰:随着科技的进步,光衰越来越小。
现在普通LED灯在一千小时以内的光衰已经可以真正控制在5%以内,即使超过一千小时以后,光衰也很小。
5.环保:无辐射,无污染,真真正正的环保材料。
出口时LED产品一般免检LED芯片的尺寸常识:按外形分类,芯片一般分为圆片和方片。
其中圆片相对较低档,性能不够稳定,我司一般不采用圆片生产的LED;方片一般以尺寸大小来衡量,比如12 mil (1 mil =0.0254平方毫米)。
一般来说,同一品牌的芯片,芯片尺寸越大,亮度越高。
我司最常采用的LED灯珠,红光和黄光一般在9~12mil,白,蓝,绿光一般都在12~14mil,这也是市面上最常用的芯片,如果用更大的芯片,亮度虽然可以提高不少,但是芯片价格大幅度提高,这就是为什么大尺寸芯片很少有人采用的原因。
LED的颜色常识:LED的不同颜色是由其不同波长的芯片决定的,比如,红光芯片一般波长是620~630nm (纳米),绿光芯片一般波长是527nm, 蓝光芯片的一般波长是470nm, 黄光芯片的一般波长是585nm, 白光LED用的也是蓝光芯片,只是在蓝光芯片上加上适量的的荧光粉就发出白光了。
LED的分类:按功率大小分:可分为小功率,大功率(行业上一般把0.5W 以上的灯叫做大功率灯)按外形分:可分为直插式和贴片式草帽LED又可以按灯头的尺寸细分为F3(灯头的直径是3mm),F5(灯头的直径是5mm);或按灯头的形状细分为无边,薄边,厚边,圆头;按灯头透明与否可分为透明,雾状。
灯具专业知识LED产品介绍
灯具专业知识LED产品介绍LED(Light Emitting Diode,发光二极管)是一种半导体器件,具有节能、长寿命、环保等特点。
它在灯具行业中得到广泛应用,主要有LED灯泡、LED射灯、LED筒灯等多种产品。
在本篇文章中,将为大家介绍LED产品的特点和应用。
一、LED灯泡LED灯泡是一种灯具,用于替代传统的白炽灯和节能灯。
它具有以下特点:1.高效节能:相比传统灯泡,LED灯泡的能效更高,能够以更少的能量达到相同的亮度。
2.长寿命:LED灯泡的寿命通常可以达到5万小时以上,是传统灯泡的数倍之多。
3.软光线:LED灯泡的光线柔和,不会刺眼,并且可以根据需求进行调光。
4.环保健康:LED灯泡不含汞等有害物质,不会对环境和人体健康造成危害。
二、LED射灯LED射灯是一种半球形的灯具,具有以下特点:1.能效高:LED射灯的能效非常高,能够将电能转化为光能的比例较高。
2.色彩鲜艳:LED射灯的光线色彩丰富,可以根据需求进行调节。
3.长寿命:LED射灯的寿命较长,可以使用数万小时。
4.节能环保:相比传统射灯,LED射灯的能耗更低,对环境更为友好。
三、LED筒灯LED筒灯是一种长方形的灯具,常用于商业场所和办公场所,具有以下特点:1.高亮度:LED筒灯的亮度较高,能够提供明亮的照明效果。
2.良好的照明效果:LED筒灯的照明效果均匀,不会出现暗角和光斑。
3.节能环保:LED筒灯的能耗较低,能够实现节能减排的目标。
4.调光性能好:LED筒灯的光强度可以根据需求进行调节,满足不同的照明需求。
四、其他LED产品除了上述介绍的LED灯泡、LED射灯和LED筒灯之外,LED还有很多其他应用产品,例如LED洗墙灯、LED浴镜灯、LED广告牌等。
这些产品在室内照明、室外照明和广告展示等方面都得到广泛应用。
总结:LED作为一种新型的照明技术,具有节能、长寿命和环保等优点,在灯具行业中得到了广泛应用。
LED灯泡、LED射灯、LED筒灯等产品都具有独特的特点和优势,能够满足不同场所和不同需求的照明需求。
知识普及之LED灯具防护等级
知识普及之LED灯具防护等级导读:随着人们安全意识加强,选购LED灯具已不局限于照明、散热问题,防尘、防水成为大家的又一需求。
最近南方暴雨连连,多地受灾。
我们的灯具也要经受防水考验了,下面大家来了解下防护等级的含义。
IP XX是国际用来认定防护等级的代号IP等级由两个数字所组成,第一个数字表示防尘;第二个数字表示防水,数字越大表示其防护等级越佳。
防尘等级(第一个X表示)防水等级(第二个X表示)0:没有保护0:没有保护1:防止大的固体侵入1:水滴滴入到外壳无影响2:防止中等大小的固体侵入2:水或雨水从15度角滴到外壳上无影响3:防止小固体侵入3:水或雨水从60度角滴到外壳上无影响4:防止大于1mm的固体进入4:任何角度泼水无影响5:防止有害的粉尘堆积5:任何角度低压喷射无影响6:完全防止粉尘进入6:高压喷射水无影响7:可于短时间内耐浸水(15cm-1m,半小时以内)8:于一定压力下长时间浸水IP 65是尘密(无灰尘进入)和防喷水(外壳各方向喷水无有害影响),可完全防止灰尘进入,承受猛烈的海浪冲击或强烈喷水时,电器的进水量应不至于达到有害的影响。
LED路灯、洗墙灯、投光灯、地埋灯、阶梯灯、壁灯、网球场灯、软条灯、手电筒、楼宇亮化灯具的防护等级均达到IP65。
IP66是尘密(无灰尘进入)和防高压喷射水,可完全防止灰尘进入,承受高压猛烈喷射水时,电器无碍。
LED探照灯系列防护等级达到IP66。
IP68防水测试是:保证在10米水深,工作2个星期,而不进水;放入100米水深,破坏测试12小时,仍旧能够保持产品的良好性能。
LED水底灯的防护等级达到IP68,符合国际防护等级最高级别。
这些知识你懂了吗?一盏合格的LED灯具,不仅要形象好、功能全,更要安全防护系数高,这样的灯才是大众想要的。
LED灯具基础知识
LED灯具基础知识一、LED灯具的特性:LED灯珠是属于发光二极管的一种,能够将电能转化为光能的,它改变了钨丝发光与三基色粉发光的原理,而采用发光。
LED灯具可采用直流DC220V电压,不需要启辉器和镇流器。
启动时间短,无闪频。
LED灯具的主要特点为:①新型绿色环保光源:LED运用冷光源,眩光小,无辐射,使用中不产生有害物质。
LED的工作电压低,采用直流驱动方式,超低功耗(单管0.03~0.06W),电光功率转换接近100%,在相同照明效果下比传统光源节能80%以上。
LED 的环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,而且废弃物可回收,没有污染,不含汞元素,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。
②寿命长:LED为固体冷光源,环氧树脂封装,抗震动,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万~10万小时,是传统光源使用寿命的10倍以上。
LED性能稳定,可在-30~+50oC环境下正常工作。
二LED灯具产品主要参数:光通量(单位:LM)、显色指数(单位:Ra) 、色温(单位:K)、功率因素(单位:PF)、散热能力①光通量:主要指产品的亮度,灯具通过消耗电能而发出光能,光通量越大、发出的光能越多。
因此它是表征光源发光能力的指标,当两盏灯功耗相同时,光通量越大,灯具越好。
一般的LED灯具及时能达到90-110LM/W 好的灯具甚至能达到120-150LM/W。
(传统白炽灯10-15LM/W 节能灯30-65LM/W)②显色指数:显色指数指对一个颜色的再现能力。
显色指数越高,颜色越正。
通过与同色温的参考或基准光源(白炽灯或画光)下物体外观颜色的比较。
还原物体本真色彩的百分比,能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数高的光源,其数值接近100,显色性最好。
白炽灯97-100 LED灯85-12③色温:指光发出的颜色,色温越高发的光偏蓝,色温越低。
发的光偏红。
是以太阳光为参照标准。
LED灯基本知识
LED灯的封装工艺
LED灯的结构
芯片
反光杯
环氧树脂透镜 绑定金线
PCB板
支架(阴极)
支架(阳极)
LED灯的封装工艺
工艺流程
LED灯的封装工艺
固晶作业
先在LED支架上点上银胶(绝缘胶), 然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置, 再安置在相应的支架位置上。
LED灯的封装工艺
焊线作业
LED灯的主要形式
按封装形式分
点阵LED (Dot Matrix)
按颜色分:单红,单绿,双基色,三基色等; 按孔的直径分:Φ2.0、 Φ3.0、Φ3.75、Φ5.0等; 按点数分:5*7,8*8,16*16等
LED灯的主要形式
按封装形式分
功率型封装LED( HP LED):
LED灯基本知识讲义目录
LED的主要应用
背光源
LED作为背光源已普遍运用于手机、电脑、手持掌上电子产品及汽车、飞机仪表盘等众多领域。
LED的主要应用
交通灯
由于红、黄、绿光LED有亮度高、寿命长、省电等优点,在交通信号灯市场的需求大幅增加。
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色 的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。
按发光管出光面特征分
按发光管出光面特征分正圆灯、椭圆灯、方灯、矩形、面发光管、 侧向管、表面安装用微型管等。
LED灯的主要形式
按发光管结构分
按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底 座环氧封装及玻璃封装等结构。
什么是LED?
LED技术的发展历程
半导体照明问世已有40多年,根据其发光强度及运其用途大致可以将LED 的发展分为三个阶段:
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LED技术普及第一章:LED照明价值能源危机、温室效应以及生态环境的日益恶化时刻提醒着人们,地球已经疲惫不堪,改变人们的能源获取方式以及提高能源利用率已经成为当前世人的共识。
由于在世界电力的使用结构中,照明用电约占总用电量的19%;英国布赖恩·爱德华兹在其编写的《可持续性建筑》中指出,在英国消耗的全部能源当中,大约有一半与建筑有关,而建筑的人工照明耗能则占其建筑耗能总量的15%~50%;在我国照明用电约占全国总用电量的12%,而且我国每年的照明用电增速(保守估计)大约为5%。
从上面的数据我们可以看出,虽然因各国经济发展的水平不同,照明用电所占比重也有所差别,但是照明耗能已经成为了各国能源消费的重要组成部分。
照明节能问题也就成了各国政府及专业人员必须面对的棘手问题。
调查显示,2007年,我国全社会用电约24210亿度,按照明用电占全社会用电的12%计算,2007年我国照明用电约2905亿度,如我国照明装置有50%采用LED灯具(按使用节电50%的低端产品计算),每年至少可节电726亿度,相当于建2个三峡电站或8至9台百万千瓦超临界燃煤发电机组,可节约电厂建设经费近千亿元,每年节约原电煤近1252万吨,若以燃煤发电每瓦时排放0.638公斤二氧化碳计算,每年还可减少4632万吨二氧化碳排放。
目前,国际上LED的研制和生产主要集中在美、欧、日等国家和地区。
澳大利亚决定将于2010年,停止使用普通白炽灯,取而代之的就是LED照明用品,成为世界上第一个计划禁止使用传统白炽灯的国家。
然而,在国内LED照明产品的应用却起步比较艰难。
统计显示,在我国LED等节能灯具普及率仍然很低,目前每年白炽灯销量仍为20亿只左右,中小城市居民白炽灯的使用比例一般在50%以上。
新型高效光源,特别是白色光源(适用于一般照明)的发展对于大幅度降低照明用电量具有很重要的作用,因为它可以降低电能消耗增长速度,进而减少新增电网容量的费用,降低能源消耗以及减少向大气中排放的温室气体及其他污染物。
LED,特别是白色光LED,因其与传统光源相比所具有的理论以及现实的优越性,受到广大专业人士的青睐。
它的出现也为照明界开拓出了一个全新的技术领域,并为照明节能设计提供了更多的选择。
LED行业是一个新能源的行业,一个绿色行业,一个环保的行业和一个为我们的子孙作功劳的一个行业,是人类照明史上一个新的里程碑!第二章:LED的发展史在19世纪爱迪生发明电灯之前,人类实现照明的方式非常简单,那就是直接借助各种火源的直射光,例如蜡烛、油灯等等。
这些发光设备虽然在人类的历史长河中点燃了漫漫岁月,却因为极低的发光效率和发光质量,只能尘封在历史的博物馆中,进入20世纪后,随着人类新工业革命的爆发,以爱迪生发明的新式白炽灯为代表的照明设备,正式成为人类生产生活中的主流发光设备。
在白炽灯出现之后,人类社会的电力照明设备大致经过了三个重要的发展阶段,这三个阶段中的代表性光源分别为荧光灯、高强度气体放电灯和LED光源。
其中高强度气体放电灯由于对使用环境要求严格,成本较高,目前还不是民用领域的主流照明设备,所以,和我们日常生活息息相关的光源设备,也就只有白炽灯、荧光灯和LED光源这三大类。
在这三大类光源中,LED 照明技术是出现时间最晚,优点最多的一种照明技术,因此,自从20世纪60年代出现以来,伴随着近代半导体技术的发展,得到了大量的普及应用,特别是进入21世纪之后,LED照明技术衍生而出的LED显示技术和LED辅助显示技术,由已经显露越来越强烈的发展势头。
除了在日常电力照明领域正在普及的LED光源,目前在显示领域和LED 有关的设备主要有两种:一是直接使用LED成像的LED显示屏,另一种就是利用LED的优良发光特性,把LED作为电视背光源使用的新型液晶电视。
另一种曝光率较高的OLED显示技术,虽然只比LED多了一个字母,但是由于技术层面较大的差距,可以看成一类全新的显示技术,因此并不在本文的探讨范围之内。
以下就是LED的发展史:1907年Henry Joseph Round第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。
由于其发出的黄光太暗,不适合实际应用;更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应,研究被摒弃了。
二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wichard在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。
再一次因发光暗淡而停止。
1936年,George Destiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。
随着电流的应用和广泛的认识,最终出现了“电致发光”这个术语。
二十世纪50年代,英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60年代面世。
据说在早期的试验中,LED需要放置在液化氮里,更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。
第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光,但迅速应用于感应与光电领域。
60年代末,在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED。
磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮,甚至产生出橙色的光。
到70年代中期,磷化镓被使用作为发光光源,随后就发出灰白绿光。
LED采用双层磷化镓蕊片(一个红色另一个是绿色)能够发出黄色光。
就在此时,俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED。
尽管它不如欧洲的LED高效。
但在70年代末,它能发出纯绿色的光。
80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED的诞生,先是红色,接着就是黄色,最后为绿色。
到20世纪90年代早期,采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。
第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期,再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。
依当今的技术标准去衡量,它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。
90年代中期,出现了超亮度的氮化镓LED,随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。
超亮度蓝光蕊片是白光LED的核心,在这个发光蕊片上抹上荧光磷,然后荧光磷通过吸收来自蕊片上的蓝色光源再转化为白光。
就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。
今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色,如浅绿色和粉红色。
有科学思想的读者到现在可能会意识到LED的发展经历了一个漫长而曲折的历史过程。
事实上,最近开发的LED不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光。
那么LED发展史到低能走多远,不得而知。
也许某天就能开发出能发X 射线LED。
早期的LED只能应用于指示灯、早期的计算器显示屏和数码手表。
而现在开始出现在超亮度的领域。
将会在接下的一段时间继续下去。
第三章:什么叫LED所谓LED,就是发光二极管(light emitting diode),顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件,具有二极管的特性。
基本结构为一块电致发光的半导体模块,封装在环氧树脂中,通过针脚作为正负电极并起到支撑作用.发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。
当在电极上加上正向偏压之后,使电子和空穴分别注入P区和N区,当非平衡少数载流子与多数载流子复合时,就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。
其发光过程包括三个部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。
在LED得两端加上正向电压,电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线。
调节电流,便可以调节光的强度。
可以通过改变电流可以变色,这样可以通过调整材料的能带结构和带隙,便可以多色发光.还常接触到其他两类发光二极管有:LD和UV LED。
LD(Laser Diode)半导体激光二极管,和LED类似,也是一个PN结,也是利用外电源向PN结注入电子来发光的。
半导体激光器的结构通常由P层、层和形成双异质结的有源N层构成。
体积小,耦合效率高,响应速度快。
LD,光线比较集中,、质量轻、寿命长、结构简单而坚固,多应用于机箱的亮化.还有一类就是UV LED,UV(Ultraviolet Rays)即紫外光线,从LED原理中我们知道,L ED是在半导体P-N结处流过正向电流时,能以高的转换效率辐射出200-1550m范围包括紫外、红外和可见光谱。
紫外线是肉眼看不见的,是可见紫色光以外的一段电磁辐射,波长在10到400nm的范围.通常按其性质的不同又细为几下几段:真空紫外线(Vacuum UV),波长为10--200nm短波紫外线(UV-C),波长为200--290nm中波紫外线(UV-B),波长为290--320nm长波紫外线(UV-A),波长为320--400nm可见光(Visible light),波长为400--760nm第四章:LED优势(一)节能:LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可达80~90%。
记者还将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯做了一番比较,结果显示:普通白炽灯的光效为12lm/W,寿命小于2000小时,螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时,T5荧光灯则为96lm/W,寿命大约为10000小时,而直径为5毫米的白光LED为20~28lm/W,寿命可大于100000小时。
有人还预测,未来的LED寿命上限将无穷大。
一般人都认为,节能灯可节能4/5是伟大的创举,但LED比节能灯还要节能1/4,这是固体光源更伟大的改革。
除此之外,LED还具有其他优势,光线质量高,基本上无辐射,属于典型的绿色照明光源;可靠耐用,维护费用极为低廉等等。
正因为LED具有以上其他固体光源还无法匹敌的特点,10年后LED将是照明行业的主流光源。
(二)环保:LED在生产过程中不要添加“汞”,也不需要充气,不需要玻璃外壳,抗冲击性好,抗震性好,不易破碎,便于运输,非常环保,被称为”绿色能源”(三)寿命非常长:普遍在5万-10万小时之间,因为LED是半导体器件,即使是频繁的开关,也不会影响到使用寿命(四).LED元件的体积非常小:更加便于各种设备的布置和设计,而且能够更好地实现夜景照明中“只见灯光不见光源”的效果(五)LED的发出的光线能量集中度很高:集中在较小的波长窗口内,纯度高。
(六).LED响应时间非常快:在微秒级别,只要开关一开,马上就会亮,不会出现延迟的和闪烁的现象(七).LED的发光指向性非常强:亮度衰减比传统光源低很多。
(九)LED使用低压直流电即可驱动:具有负载小、干扰弱的优点,对使用环境要求较低。
(十)能够较好地控制发光光谱组成:从而能够很好地用于博物馆以及展览馆中的局部或重点照明.(十一)可以通过控制半导体发光层半导体材料的禁止带幅的大小:从而发出各种颜色的光线,且彩度更高,(十二)显色性高:不会对人的眼睛造成伤害。
但是作为一个新兴的技术领域,半导体照明行业还处于一个快速发展阶段,科技进步令我们感到欣喜,但是我们还要意识到无论是技术环节还是行业的规章制度,与传统的光源相比,都还不成熟不健全。